竖向荷载下现浇混凝土楼盖结构计算方法研究

论文摘要

现浇混凝土梁板体系是目前房屋建筑中广泛应用的一种楼盖形式,它的安全性和经济性对建筑物有很大的影响。现浇混凝土楼盖结构中,梁、板是相互作用的整体,彼此之间密切联系,共同受力和变形,梁板刚度比和边梁的扭转变形对板的内力和变形有很大的影响。对竖向荷载作用下的现浇混凝土梁板体系,目前大多采用梁、板分开的设计方法。当支承梁截面刚度较小时,这种设计方法存在较大的误差。ACI规范建议用直接设计法或等效框架法进行楼盖结构设计,该法能从一定程度上反映支承梁的挠曲和扭转变形对板内力的影响,但该法存在一些问题需要进一步研究。本文应用通用有限元软件ANSYS,对34个不同跨度比、梁板尺寸的现浇混凝土梁板楼盖进行了弹性有限元分析,研究了梁板刚度比变化对板内力和变形的影响。根据有限元分析结果和弹性理论分析结果（查表法）,综合比较弯矩和挠度计算结果,给出了“边支承板”与“柱支承板”的界定条件,即当短跨方向αl2/l1大于5时,为“边支承板”,可以通过查表法计算板的内力,其误差在可接受范围内。通过有限元法与等效框架法计算结果的比较,对等效框架法的适用性和精确性做了初步评价,即用等效框架法计算的弯矩和挠度误差比较小,但是当梁或板的截面过大时,外负弯矩的误差比较大,需要进一步研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢筋混凝土楼盖结构体系概述
• 1.1.1 楼盖的作用
• 1.1.2 楼盖体系分类
• 1.1.3 楼盖设计方法
• 1.弹性分析法
• 2.考虑塑性重分布的方法
• 3.塑性极限分析方法
• 4.平面框架分析方法
• 1.2 现行分析方法存在问题和国内外研究现状
• 1.2.1 现行分析方法存在问题
• 1.2.2 美国 ACI 规范楼盖设计方法背景
• 1.确定控制截面总弯矩的理论背景
• 2.控制截面总弯矩在横向截面的分配
• 1.2.3 国内研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 楼盖设计方法介绍
• 2.1 线弹性分析法
• 2.1.1 单块矩形双向板（单区格双向板）
• 2.1.2 多跨连续双向板（多区格双向板）
• 2.1.3 双向板楼盖支承梁内力计算
• 2.2 考虑塑性内力重分布的分析法
• 2.3 塑性极限分析法
• 2.3.1 机动解法
• 2.3.2 简单条带法
• 1.基本原理
• 2.计算方法
• 2.4 等效框架法和直接设计法
• 2.4.1 直接设计法
• 2.4.2 等效框架法
• 1.等效框架法计算原理和步骤
• 2.等效框架法的理论背景
• 3.挠度计算方法
• 2.5 有限元分析方法的基本原理
• 2.6 本章小结
• 第3章 分析模型的选取和计算
• 3.1 研究目的和研究对象
• 3.2 楼盖受力和变形影响因素及分析模型确定
• 3.3 计算方法及相关数据说明
• 3.3.1 各种计算方法的说明
• 3.3.2 计算数据说明
• 3.4 本章小结
• 第4章 各种计算方法对比
• 4.1 有限元法计算结果分析
• 4.1.1 梁、板的挠度
• 4.1.2 板的弯矩
• 1.单位板带弯矩
• 2.中间区格板的板总弯矩
• 4.2 表格法计算结果分析
• 4.2.1 板的挠度
• 4.2.2 板的弯矩
• 4.3 边支承板与柱支承板的界定条件
• 4.4 等效框架法计算结果分析
• 4.4.1 静力总弯矩分析
• 4.4.2 各控制截面的总弯矩误差比较
• 4.4.3 等效框架法计算的单位板带弯矩
• 4.4.4 等效框架法计算的挠度
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 尚需进一步研究的问题
• 附录Ⅰ 各模型不同计算方法的数据
• Ⅰ.1 单位板带弯矩
• Ⅰ.2 板截面总弯矩
• Ⅰ.2 梁板总弯矩
• Ⅰ.4 静力总弯矩
• Ⅰ.5 挠度
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文